WO2010102606A1 - Vorrichtung zur wärmerückgewinnung in einer wärmeaustauscheranlage mit energieeinkoppelung in lüftungsgeräten - Google Patents

Vorrichtung zur wärmerückgewinnung in einer wärmeaustauscheranlage mit energieeinkoppelung in lüftungsgeräten Download PDF

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WO2010102606A1
WO2010102606A1 PCT/DE2010/000252 DE2010000252W WO2010102606A1 WO 2010102606 A1 WO2010102606 A1 WO 2010102606A1 DE 2010000252 W DE2010000252 W DE 2010000252W WO 2010102606 A1 WO2010102606 A1 WO 2010102606A1
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heat
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supply air
circuit
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Heinz-Dieter Hombücher
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Hombuecher Heinz-Dieter
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F12/00—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening
    • F24F12/001—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening with heat-exchange between supplied and exhausted air
    • F24F12/002—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening with heat-exchange between supplied and exhausted air using an intermediate heat-transfer fluid
    • F24F12/003—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening with heat-exchange between supplied and exhausted air using an intermediate heat-transfer fluid using a heat pump
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24F12/002—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening with heat-exchange between supplied and exhausted air using an intermediate heat-transfer fluid
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    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/56—Heat recovery units

Definitions

  • the invention relates to a method for multi-stage heat recovery with control of the heating and cooling capacity of a ventilation system according to the preamble of patent claim 1
  • the device for multi-stage heat recovery with control of the heating and cooling capacity of a ventilation system includes a special hydraulic unit, heat exchangers and alternatively an additional heat pump.
  • a composite system for several ventilation systems with circuit composite systems for multi-stage heat recovery and cold-heat displacement within a composite system for ventilation systems is provided, alternative with additional integrated heat pump.
  • Heat pumps and integrated circuit systems with energy coupling are used in ventilation technology for heat recovery.
  • cold outside air can be preheated as supply air by targeted heat transfer from the warm air and, if necessary, also dried.
  • warm outside air can be cooled as supply air by heat transfer to the exhaust air.
  • a heat transfer medium water, brine, etc. is often used to transfer the energy.
  • circulation composite systems with integrated heat pumps are known. Exemplary are such systems in DE 44 08 087 C2 and the book: heat and cold recovery in ventilation systems; 5th, revised edition 2001; ISBN 3-8041-2233-7. With such a combination of circulation system and heat pump can increase the efficiency of heat recovery. Also, heat pumps are used to connect multiple ventilation units with different air flow rates and air temperatures, as described in WO 2005/072560 A1.
  • cooling is very often coupled in the cooling case, and heat in the heating case directly or indirectly into the heat transfer circuit.
  • temperature shifts in the heat carrier level lead to more or less loss of efficiency in the case of heating.
  • the temperature of the heat transfer medium drops significantly before it enters the supply air heat exchanger, resulting in a considerable loss of efficiency of a circulation system. This is done to achieve the desired supply air temperature. In this case, however, the heat transfer medium with too low temperature from the Zulufcierärmausus (2004).
  • the object of the invention is therefore, in a method according to the preamble of claim 1, to avoid the disadvantages mentioned and to significantly increase the yield of cooling recovery from the exhaust air with good controllability of the supply air, wherein the heat carrier treated thermodynamically directly with the evaporator can be or the cooling of the heat carrier indirectly via a heat exchanger and the cooling circuit of a cold generator takes place.
  • the device should be built from inexpensive commercial components.
  • the circuit composite system consists of a heat exchanger system which has a hydraulic module, wherein the circuit composite system is designed as a pair of heat exchangers with a pipe connection.
  • a supply air heat exchanger which is arranged in a supply air volume flow
  • an exhaust air heat exchanger which is arranged in an exhaust air volume flow
  • at least one further heat transfer device is assigned as a hydraulic module in the circuit assembly system of said heat exchanger system, with the aid of which heat or cooling energy can be coupled into the heat exchanger system.
  • the additional heat transfer device which serves for the coupling of cooling or thermal energy, can be switched as an independent heat carrier circuit or in conjunction with the circuit composite system.
  • FIG. 1 shows a basic circuit of the circuit composite system according to the invention
  • 2 shows a circuit of the circular composite system according to FIG. 1 in conjunction with a heat pump
  • FIG. 3 shows the circuit composite system according to FIG. 1 in conjunction with a heat pump
  • FIG. 3A shows a detailed drawing of a layered heat exchanger for use in the arrangement according to FIG. 3
  • FIG. 4 shows the circuit combination system according to the invention in connection with a full air conditioner
  • FIG. 4-1 shows a circuit according to FIG. 4 with a heat pump.
  • the circulation system KVS consists of a heat exchanger system with a pair of heat exchangers.
  • a supply air heat exchanger LWT ZU1 is arranged in an EGR unit, is flowed through by an outside air volume flow AU and emits a supply air volume flow ZU.
  • a waste air heat exchanger LWT AB1 is arranged to an exhaust air device, which is connected in parallel to the intake air device, and to which an exhaust air volume flow AB flows and it delivers an exhaust air volume flow FO.
  • the fresh air heat exchanger LWT ZU1 and the exhaust air heat exchanger LWT AB1 are interconnected by means of a pipe connection RV1.
  • a circulating pump P1 for conveying the heat carrier in the piping connection RV1 is arranged in the direction indicated by arrows.
  • the pipe connection RV1 has a valve-controlled cross-connection RV2.
  • the circulation of the heat carrier can be regulated by the heat exchangers LWT ZU1 and LWT AB1.
  • the fresh air heat exchanger LWT ZU1 in the ZULUFTGER ⁇ T and the exhaust air heat exchanger LWT AB1 in the EXTRACTOR are thus coupled in a heat transfer circuit WK1 via the pipe connection RV1.
  • At least one energy transfer device is assigned to the circulating composite system KVS, by means of which heat or cooling energy can be coupled into the heat exchanger system.
  • a further air heat exchanger LWT ZU2 is provided, which is arranged downstream of the first fresh air heat exchanger LWT ZU1 between outside air volume flow and supply air flow ZU in the flow direction of the air with the further feed heat exchanger LWT ZU2 is connected to an arrangement of a heat input and a cooling unit EinKOPPLUNG.
  • the HEAT DISTRIBUTION and the COOLING UNIT are valve-controlled by means of heat exchangers indicated here via a pipe connection RV3 in a heat transfer circuit WK2 to the further supply heat exchanger LWT ZU2.
  • a circulation pump P2 for conveying the heat carrier in the direction indicated by arrows is arranged.
  • a valve-controlled Rohrvenungsvenitati RV4 between the pipe connection RV1 of the heat carrier circuit WK1 and the pipe connection RV3 of the heat carrier circuit WK2 is provided. So that the heat carrier circuit WK2 can be operated both in conjunction with the heat carrier circuit WK1 as well as independently and completely independently.
  • incoming air heat exchangers LWT ZU 1 and LWT ZU2 connected in series in the supply air flow rate ZU are used to heat the supply air
  • the exhaust air heat exchanger LWT AB1 in the exhaust air volume flow AB is used to extract the energy from the exhaust air.
  • the exhaust air heat exchanger LWT AB1 is used in the exhaust air volume flow AB for the recovery of cold air from the exhaust air. Cooling recovery is carried out when a temperature T-AB of the exhaust air in the outflow volume AB at the inlet to the exhaust air heat exchanger LWT AB1 is lower than a temperature T-ZU of the supply air in the supply air volume ZU at the inlet to the supply heat exchanger LWT ZU1.
  • Zutionsvolumenstrom ZU are therefore two Zulufcierärmausausauscher LWT ZU1 and LWT ZU2 provided.
  • At least one of the incoming heat exchanger LWT ZU1 is assigned to the circulation system KVS, while the second supply air heat exchanger LWT ZU2 is connected to the separate heat carrier circuit WK2 and is flowed through by the heat transfer medium.
  • the second incoming heat exchanger LWT ZU2 transmits externally introduced cooling energy to the supply air volume flow ZU in order to further cool the supply air.
  • the heat exchanger surface is increased in Zu Kunststoffvolumenstrom ZU. This ensures that heat transfer medium in the combined heat carrier circuit WK1, WK2 can cool the supply air in the supply air flow ZU at a lower temperature level. As a result, the externally introduced cooling energy can also be generated with a higher evaporation temperature, which in turn improves the coefficient of performance of the chiller.
  • a heat pump integrated in the heat transfer circuit WK2 is assigned to a heat exchanger system with circulation system KVS according to FIG.
  • the HEAT PUMP replaces the HEAT INPUT and COOL INERTIFICATION devices shown in Figure 1 and is coupled to the heat cycle WK2 by means of a valved piping connection RV5.
  • the heat transfer circuit WK2 is connected, as in FIG. 1, to the supply heat exchanger LWT ZU2, which is arranged downstream of the supply heat exchanger LWT ZU1 of the hydraulic module HM in the supply air flow unit in the flow direction of the supply air flow rate ZU.
  • a circulation pump P3 is arranged, which allows the heat transfer medium circulation in conjunction with the heat transfer circuit WK2.
  • the circulation pump P3 can be operated in combination with the pump (s) of the HEAT PUMP or also be replaced by the pump (s) of the HEAT PUMP.
  • the HEAT PUMP is connected by means of a pipe connection RV6 with a CONTINUOUS HEAT EXCHANGER which is downstream of the exhaust air heat exchanger LWT AB1 downstream of the exhaust air heat exchanger in the flow direction of the exhaust air volume flow AB.
  • a device AK1 for adiabatic cooling upstream of the exhaust air heat exchanger LWT AB1 and an apparatus AK2 for adiabatic cooling between the exhaust air heat exchanger LWT AB1 and the CONTINUOUS HEAT EXCHANGE there are further arranged a device AK1 for adiabatic cooling upstream of the exhaust air heat exchanger LWT AB1 and an apparatus AK2 for adiabatic cooling between the exhaust air heat exchanger LWT AB1 and the CONTINUOUS HEAT EXCHANGE.
  • FIG. 3 shows a circulatory composite system KVS with a hydraulic module according to FIG. 1, wherein the fresh air heat exchanger LWT ZU1 and the fresh air heat exchanger LWT ZU2 have been replaced by a combined block heat exchanger LWT ZU 1 -2.
  • FIG. 3A shows a more detailed representation of such a unit designed as a layer heat exchanger.
  • the block heat exchanger LWT ZU 1-2 is formed from interconnected heat exchanger layers LW S1-3, which thereby form a common flow channel via common cooling fins. Furthermore, the heat exchanger layers LW S1-3 of the two partial heat exchangers LWT ZU1 and LWT ZU2 are coupled so that the flow channels of the two partial heat exchangers in the direction of the outside air volume flow AU to the supply air flow ZU zuein- are arranged other. In this way, the entire arrangement is much more compact to arrange, without space-consuming inspection and cleaning spaces would be provided between the heat exchanger parts.
  • FIG. 4 the circulatory composite system KVS according to the invention according to FIG. 1 is shown as being supplemented to a full air conditioner.
  • the DEFROSTER coupled via a pipe connection RV7 to the pipe connection RV1, is upstream of the inlet heat exchanger LWT ZU1 in a valve-controlled manner.
  • the heat transfer medium is conveyed here by means of the circulation pump P1 of the heat transfer medium circulation WK1.
  • a FILTER is arranged in the flow channel of the DELIVERY DEVICE between the DEFROSTER and the LWT ZU1 supply heat exchanger.
  • the supply air heat exchanger LWT ZU2 downstream of a device AK3 is provided for adiabatic humidification.
  • Subordinate to this device AK3 for adiabatic humidification is further provided in the flow channel of the supply unit in the flow direction DEHUMIDIFICATION COLD RECOVERY.
  • the DEHUMIDIFICATION COLD RECOVERY is coupled by means of a pipe connection RV8 valve-controlled with the heat transfer circuit WK2.
  • a HEAT APPLICATION for reheating the heat carrier is further arranged.
  • the heat transfer medium is conveyed here by means of the circulating pump P2 of the heat transfer medium circulation WK2.
  • the exhaust air heat exchanger LWTAB1 is supplemented by a further exhaust air heat exchanger LWT AB2 arranged upstream in the flow direction of the exhaust air volume flow AB.
  • the exhaust air heat exchangers LWT AB1 and LWT AB2 are coupled together in series in the heat transfer circuit WK1, wherein the exhaust air heat exchanger LWT AB1 is first flowed through by the heat transfer medium.
  • the exhaust air side heat exchanger surface in The circulation system KVS enlarged and increased the amount of energy transferable.
  • FIGS. 3 and 4 the arrangement of heat input and cold junction can be respectively replaced according to FIG. 2 by the corresponding arrangement of a HEAT PUMP.
  • Air inlet temperature T2 at the exhaust air heat exchanger LWT AB 1 (as in Fig. 1 or 3 or It. Figure 4 LWT AB2) is higher than the air inlet temperature T1 at the inlet heat exchanger LWT ZU1: All heat exchangers in the supply air (for example LWT ZU1 and LWT ZU 2) are used for cooling the supply air. If a dehumidification of the supply air is required, then another heat exchanger for the DEHUMIDIFICATION RECOVERY is then used again for the heating of the supply air. If an additional heat exchanger as DEFROSTER cools the outside air in front of the FILTER too far, it will no longer flow through with heat transfer medium. In this case of operation, the heat of condensation can be transferred to the exhaust air via one or more heat exchangers when using a heat pump in the circulation system KVS.
  • the supply air with a KVS circuit composite system formed from one (for example LWT AB 1) or more heat exchangers in the exhaust air and one (for example LWT ZU1) or several heat exchangers in the supply air pre-cooled.
  • a heat exchanger (for example LWT ZU2) with a separate heat transfer circuit WK2 and its own circulation pump P2 cools the supply air to the required temperature.
  • the supply air is heated to the desired supply air temperature with an additional heat exchanger as dehumidification pressure recovery hot air exchanger or reheater.
  • an additional CONTINUOUS HEAT EXCHANGER transmits the condensation energy to the exhaust air volume flow FO.
  • a heat exchanger for example LWT AB 1 can also be outsourced from the KVS circulation system.
  • the heat transfer medium cooled by the HEAT PUMP flows through the heat exchangers LWT ZU1 / LWT ZU2 connected in series in the supply air, the condenser waste heat is transferred via the heat transfer medium and the heat exchanger
  • Heat exchanger transferred to the exhaust air volume flow is Operation as a circulation system with cold intake for the supply air: Here, in the exhaust air volume flow AB first heat exchanger LWT AB1 and the first heat exchanger LWT ZU1 in Zu Kunststoffvolumenstrom ZU a circuit composite system KVS is formed with which the supply air is pre-cooled. If the ventilation unit is equipped with a SUPPLY UNIT with a
  • the DEFROSTER is operated, the DEFROSTER is separated from the system when the permissible humidity in front of the FILTER is exceeded, as it is no longer permeated with heat transfer medium.
  • the supply air is cooled to the required temperature using a heat exchanger LWT ZU2 in the supply air flow ZU following the circulation system KVS and heated to the desired supply air temperature with a further required heat exchanger as a DEHUMIDIFICATION RECOVERY RECOURSE.
  • the heat exchangers LWT AB1 / LWT AB2 located in the exhaust air are connected in series, as are the heat exchangers LWT ZU1 / LWT ZU2 in the supply air.
  • the heat input into the heat carrier takes place before the last in the air direction heat exchanger, but e.g. with adiabatic humidification of the supply air, also between two supply air heat exchangers.
  • a circuit is selected according to Figure 1, which can be supplemented for example in a full air conditioner when it is supplemented by a DEFROSTER and a DEHUMIDIFICATION RECOVERY, as shown in Figure 4.
  • FIG. 2 shows the preferred embodiment with an integrated HEAT PUMP.
  • a heat exchanger block LWT ZU 1-2 constructed of heat exchanger layers LW S1-3 is shown in a preferred construction as shown in FIGS. 3 and 3A.
  • the following improvement can still be derived from the invention:
  • a particularly large amount of energy can be dissipated by means of the HEAT PUMP via the humidification unit AK2 if the heat exchanger LWT AB1 and the CONTINUOUS HEAT EXCHANGER parallIe with the condensation heat of the heat exchanger HEAT PUMP be acted upon.
  • the heat exchanger LWT AB1 and the FLOAT HEAT EXCHANGE are therefore coupled in the intersections of the pipe connections in the flow of the heat pump to the heat exchangers and in the return from the heat exchangers to the HEAT PUMP by means of three-way valves (not shown in Fig. 2) so that the HEAT PUMP is controllably connected to both heat exchanger units can be.
  • a figure 4-2 is supplemented by a HEAT PUMP with circulating pumps. These are coupled with a FLOOR HEAT EXCHANGER and in parallel with the heat exchanger LWT AB1 via three-way valves. Between the CONTINUOUS HEAT EXCHANGER and the heat exchanger LWT AB1 an additional humidification unit AK2 is arranged. This corresponds to the arrangement of FIG. 2. In this circuit, the heat exchanger LWT AB2 associated with the heat exchanger LWT AB1 can continue to remain switched in a closed loop system KVS. Even with the circuit according to FIG. 4-2, a great improvement of the energy transfer in the region of the exhaust air for the purpose of cooling the supply air is achieved.
  • the core of the invention is thus a circulation network system KVS for operating a heat exchanger arrangement with energy coupling in heating and cooling, whereby the greatest possible efficiency of a circuit composite system KVS formed from the heat exchanger arrangement is achieved. This is especially true for operation in cooling.
  • the energy coupling can be excluded so far from the circulation system KVS until no more energy coupling into the circulation system KVS and transfer the cooling energy in a spun off another heat exchanger (see LWT ZU2) with its own heat transfer circuit WK2 to the supply air in the supply air flow ZU becomes.
  • LWT ZU2 another heat exchanger
  • an integrated HEAT PUMP can be used particularly effectively.

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Abstract

Ein Kreislaufverbundsystem mit einer Einrichtung zur Energieeinkopplung weist in einem Luftbehandlungssystem zwei Wärmeaustauscher (LWT ZU1, LWT ZU2) in einem Zuluftvolumenstrom (ZU) und einen Wärmeaustauscher (LWT AB1) in einem Abluftvolumenstrom (AB) auf. Zur Verbesserung der Energieausbeute sind Einrichtungen zur Bildung von zwei Wärmeträgerkreisläufen (WK1, WK2) vorgesehen, die für die Wärmeaustauscher (LWT ZU1, LWT ZU2, LWT AB1) variabel verschaltbar sind. Einmal werden alle Wärmeaustauscher (LWT ZU1, LWT ZU2, LWT AB1) als ein Kreislaufverbundsystem (KVS) geschaltet. Alternativ werden nur ein Zuluftwärmeaustauscher (LWT ZU1) und ein Abluftwärmeaustauscher (LWT AB1) zum Wärmeträgerkreislauf (WK1) geschaltet und ein weiterer Zuluftwärmeaustauscher (LWT ZU2) im Zuluftvolumenstrom (ZU) wird in einem separaten Wärmeträgerkreislauf (WK2) betrieben.

Description

Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung in einer Wärmeaustauscheranlage mit Energieeinkoppelung in Lüftungsgeräten
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur mehrstufigen Wärmerückgewinnung mit Steuerung der Heiz- und Kühlleistung einer Lüftungsanlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1
Die Vorrichtung zur mehrstufigen Wärmerückgewinnung mit Steuerung der Heiz- und Kühlleistung einer Lüftungsanlage enthält eine spezielle Hydraulikeinheit, Wärmeaustauscher und alternativ eine zusätzliche Wärmepumpe.
Weiterhin ist ein Verbundsystem für mehrere Lüftungsanlagen mit Kreislaufver- bundsystemen zur mehrstufigen Wärmerückgewinnung und Kälte-Wärme- Verschiebung innerhalb Verbundsystem für Lüftungsanlagen vorgesehen, alternative mit zusätzlicher integrierter Wärmepumpe.
Wärmepumpen und Kreislaufverbundsysteme mit Energieeinkopplung werden in der Lüftungstechnik zur Wärmerückgewinnung eingesetzt. Hierbei kann kalte Außenluft als Zuluft durch gezielten Wärmetransport aus der warmen Abluft vorgeheizt und ggf. auch getrocknet werden. Weiterhin kann warme Außenluft als Zuluft durch Wärmeübertragung an die Abluft gekühlt werden. Dabei wird häufig ein Wärmeträger (Wasser, Sole usw.) zur Übertragung der Energie eingesetzt.
Weiterhin sind auch Kreislaufverbundsysteme mit darin integrierten Wärmepumpen bekannt. Beispielhaft sind solche Systeme in der DE 44 08 087 C2 und dem Buch: Wärme- und Kälterückgewinnung in raumlufttechnischen Anlagen; 5., überarbeitete Auflage 2001 ; ISBN 3-8041-2233-7 beschrieben. Mit einer derartigen Kombination aus Kreislaufverbundsystem und Wärmepumpe lässt sich der Wirkungsgrad der Wärmerückgewinnung steigern. Ebenfalls werden Wärmepumpen zur Verbindung mehrerer Lüftungsgeräte mit unterschiedlichen Luftvolumenströmen und Lufttemperaturen eingesetzt, wie dies in der WO 2005/072560 A1 beschrieben ist.
In herkömmlichen Lüftungsanlagen wird sehr häufig im Kühlfall Kälte und im Heizfall Wärme direkt oder indirekt in den Wärmeträgerkreislauf eingekoppelt. Dabei kommt es durch Temperaturverschiebung des Wärmeträgerniveaus je nach Anlage zu mehr oder weniger Verlust des Wirkungsgrades im Heizfall. Zu einem erheblichen Wirkungsgradverlust eines Kreislaufverbundsystems kommt es im Kühlfall durch die Absenkung der Temperatur des Wärmeträgers vor dessen Eintritt in den Zuluftwärmeaustauscher. Dies wird ausgeführt, um die gewünschten Zulufttempe- ratur zu erreichen. Dabei tritt aber der Wärmeträger mit zu niedriger Temperatur aus dem Zuluftwärmeaustauscher aus.
In DE 44 08 087 C2 ist eine Unterteilung des Wärmeträgerstromes zur Erhöhung des Massenstroms für den thermisch behandelten Wärmeträger vorgesehen. Dabei wird allerdings wiederum der Wärmeträger vor dem Eintritt in den Zuluftwärmeaustauscher zunächst gekühlt und damit mit einem zu niedrigen Temperaturniveau in den Abluftwärmeaustauscher gefördert. Diese Vorgehensweise wirkt sich wiederum nachteilig für eine Kälterückgewinnung aus der Abluft aus. Die optimalen Temperaturdifferenzen zwischen Wärmeträger und Luftstrom werden sogar in intensiver Weise negativ beeinflusst.
Mit den Lösungen nach dem beschriebenen Stand der Technik ist folglich eine Kühlung der Zulufttemperatur eines Zuluftvolumenstromes durch ein Kreislaufverbundsystem mit Kälteeinkopplung nur mit erheblicher Minderung der Leistung des Abluftwärmeaustauschers im zugehörigen Abluftvolumenstrom möglich.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, in einem Verfahren nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 , die genannten Nachteile zu vermeiden und die Ausbeute der Kälterückgewinnung aus der Abluft bei guter Regelbarkeit der Zulufttemperatur bedeutend zu steigern, wobei der Wärmeträger direkt mit dem Verdampfer thermodyna- misch behandelt werden kann oder die Kühlung des Wärmeträgers indirekt über einen Wärmeaustauscher und dem Kühlkreislauf eines Kälteerzeugers erfolgt. Dabei soll die Vorrichtung aus preiswerten handelsüblichen Komponenten gebaut werden.
Die Lösung dieser Aufgabe gestaltet sich in einem Kreislaufverbundsystem mit den Merkmalen von Anspruch 1 und wird erweitert durch eine integrierte Wärmepumpe mit den Merkmalen nach Anspruch 2
Das erfindungsgemäße Kreislaufverbundsystem besteht aus einer Wärmeaustau- scheranlage, die ein Hydraulikmodul aufweist, wobei das Kreislaufverbundsystem als Paar von Wärmetauschern mit Rohrleitungsverbindung ausgebildet ist. In dem Kreislaufverbundsystem wird ein Zuluftwärmeaustauscher, der in einem Zuluftvolumenstrom angeordnet ist, mit einem Abluftwärmeaustauscher, der in einem Abluftvolumenstrom angeordnet ist, in einem Wärmeträgerkreislauf gekoppelt. Erfindungsgemäß ist in dem Kreislaufverbundsystem der genannten Wärmeaustauscheranlage wenigstens eine weitere Wärmetransfereinrichtung als Hydraulikmodul zugeordnet, mit deren Hilfe Wärme- oder Kälteenergie in die Wärmeaustauscheranlage eingekoppelt werden kann.
Die zusätzliche Wärmetransfereinrichtung, die zur Einkoppelung von Kälte- oder Wärmeenergie dient, ist als eigenständiger Wärmeträgerkreislauf oder in Verbindung mit dem Kreislaufverbundsystem schaltbar.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen des erfindungsgemäßen Kreislaufverbundsys- tems ergeben sich in Verbindung mit den Unteransprüchen.
Im Folgenden wird die Erfindung in Verbindung mit zeichnerischen Darstellungen anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben.
Dabei zeigen
Figur 1 eine prinzipielle Schaltung des erfindungsgemäßen Kreislaufverbundsystems, Figur 2 eine Schaltung des Kreislautverbundsystems nach Fig. 1 in Verbindung mit einer Wärmepumpe, Figur 3 das Kreislaufverbundsystem nach Figur 1 in Verbindung mit einer
Schichtwärmeaustauscheranordnung, und Figur 3A eine Detailzeichnung eines geschichteten Wärmeaustauschers zur Verwendung in der Anordnung nach Figur 3, Figur 4 das erfindungsgemäße Kreislaufverbundsystem in Verbindung mit einem Vollklimagerät und Figur 4-1 eine Schaltung nach Figur 4 mit einer Wärmepumpe..
Gemäß Figur 1 besteht das erfindungsgemäße Kreislaufverbundsystem KVS aus einer Wärmeaustauscheranlage mit einem Paar von Wärmeaustauschern. Im Kreislaufverbundsystem KVS ist ein Zuluftwärmeaustauscher LWT ZU1 in einem ZULUFTGERÄT angeordnet, wird von einem Außenluftvolumenstrom AU durch- strömt und gibt einen Zuluftvolumenstrom ZU ab. Weiterhin ist ein einem dem ZULUFTGERÄT parallel zugeordneten ABLUFTGERÄT ein Abluftwärmeaustauscher LWT AB1 angeordnet, wobei diesem ein Abluftvolumenstrom AB zuströmt und er einen Fortluftvolumenstrom FO abgibt. Der Zuluftwärmeaustauscher LWT ZU1 und der Abluftwärmeaustauscher LWT AB1 sind mittels einer Rohrleitungsverbindung RV1 miteinander verbunden. In der Rohrleitungsverbindung RV1 ist eine Umwälzpumpe P1 zum Fördern des Wärmeträgers in der Rohrleitungsverbindung RV1 in der durch Pfeile gekennzeichneten Richtung angeordnet.
Die Rohrleitungsverbindung RV1 weist eine ventilgesteuerte Querverbindung RV2 auf. Mittels der Querverbindung RV2 kann die Umwälzung des Wärmeträgers durch die Wärmeaustauscher LWT ZU1 und LWT AB1 reguliert werden.
Der Zuluftwärmeaustauscher LWT ZU1 in dem ZULUFTGERÄT und der Abluftwärmeaustauscher LWT AB1 in dem ABLUFTGERÄT sind also in einem Wärmeträgerkreislauf WK1 über die Rohrleitungsverbindung RV1 gekoppelt.
Erfindungsgemäß ist dem Kreislaufverbundsystem KVS wenigstens eine Energietransfereinrichtung zugeordnet, mittels mit deren Hilfe Wärme- oder Kälteenergie in die Wärmeaustauscheranlage eingekoppelt werden kann. Hierzu ist im ZU- LUFTGERÄT ein weiterer Zuluftwärmeaustauscher LWT ZU2 vorgesehen, der dem ersten Zuluftwärmeaustauscher LWT ZU1 zwischen Außenluftvolumenstrom und Zuluftvolumenstrom ZU in Strömungsrichtung der Luft nachgeordnet ist mit dem weiteren Zuluftwärmeaustauscher LWT ZU2 ist eine Anordnung aus einer WÄRMEEINKOPPLUNG und einer KÄLTEEINKOPPLUNG verbunden.
Die WÄRMEEINKOPPLUNG und die KÄLTEEINKOPPLUNG sind mittels hier angedeuteter Wärmeaustauscher ventilgesteuert über eine Rohrleitungsverbindung RV3 in einem Wärmeträgerkreislauf WK2 mit dem weiteren Zuluftwärmeaustau- scher LWT ZU2 verbunden. In der Rohrleitungsverbindung RV3 ist eine Umwälzpumpe P2 zur Förderung des Wärmeträgers in der durch Pfeile angedeuteten Richtung angeordnet.
Weiterhin ist eine ventilgesteuerte Rohrleitungsvenbindung RV4 zwischen der Rohrleitungsverbindung RV1 des Wärmeträgerkreislaufes WK1 und der Rohrleitungsverbindung RV3 des Wärmeträgerkreislaufes WK2 vorgesehen. Damit also kann der Wärmeträgerkreislauf WK2 sowohl in Verbindung mit dem Wärmeträgerkreislauf WK1 als auch unabhängig und völlig selbständig betrieben werden.
Die Betriebsweisen des erfindungsgemäßen Kreislaufverbundsystems KVS sind im Folgenden näher erläutert.
Dabei werden im Heizfall in Reihe geschaltete Zuluftwärmeaustauscher LWT ZU 1 und LWT ZU2 im Zuluftvolumenstrom ZU zum Erwärmen der Zuluft genutzt, der Abluftwärmeaustauscher LWT AB1 im Abluftvolumenstrom AB wird genutzt, um der Abluft die Energie zu entziehen.
Im Kühlfall hingegen wird der Abluftwärmeaustauscher LWT AB1 im Abluftvolumenstrom AB zur Kälterückgewinnung aus der Abluft genutzt. Die Kälterückgewin- nung wird dann durchgeführt, wenn eine Temperatur T-AB der Abluft im Ablaufvolumenstrom AB am Eintritt in den Abluftwärmeaustauscher LWT AB1 niedriger ist als eine Temperatur T-ZU der Zuluft im Zuluftvolumenstroms ZU am Eintritt in den Zuluftwärmeaustauscher LWT ZU1. Im Zuluftvolumenstrom ZU sind also zwei Zuluftwärmeaustauscher LWT ZU1 und LWT ZU2 vorgesehen. Wenigstens einer der Zuluftwärmeaustauscher LWT ZU1 wird dem Kreislaufverbundsystem KVS zugeordnet, während der zweite Zuluft- Wärmeaustauscher LWT ZU2 mit dem separaten Wärmeträgerkreislauf WK2 verbunden ist und von dessen Wärmeträger durchströmt wird. Dabei überträgt der zweite Zuluftwärmeaustauscher LWT ZU2 extern eingebrachte Kälteenergie an den Zuluftvolumenstrom ZU, um die Zuluft weiter herabzukühlen.
Wenn keine Kälterückgewinnung im Abluftvolumenstrom AB aus der Abluft möglich ist, weil die Temperaturverhältnisse zwischen T-ZU und T-AB dies nicht erlauben, wird der Abluftwärmeaustauscher LWT AB1 nicht mehr mit Wärmeträger durchströmt. Dies wird mittels der ventilgesteuerten Querverbindung RV2 in der Rohrleitungsverbindung RV1 realisiert. Gleichzeitig werden die Zuluftwär- meaustauscher LWT ZU1 und LWT ZU 2 im Zuluftvolumenstrom ZU in Reihe geschaltet, so dass die Wärmeträgerkreisläufe WK1 und WK2 einen gemeinsamen Wärmeträgerkreislauf WK1 + WK2 bilden.
Dies wird über die ventilgesteuerte Rohrleitungsverbindung RV4 zwischen der Rohrleitungsverbindung RV1 und der Rohrleitungsverbindung RV3 realisiert Durch den kombinierten Wärmeträgerkreislauf WK1 + WK2 wird der Wärmeträger nun insgesamt mittels der Umwälzpumpen P1 und P2 gefördert wird.
Auf diese Weise wird die Wärmeaustauscheroberfläche im Zuluftvolumenstrom ZU vergrößert. Damit wird erreicht, dass Wärmeträger in dem kombinierten Wärme- trägerkreislauf WK1 , WK2 die Zuluft im Zuluftvolumenstrom ZU auf einem niedrigeren Temperaturniveau kühlen kann. Dadurch kann weiterhin die extern eingebrachte Kälteenergie mit höherer Verdampfungstemperatur erzeugt werden, was wiederum die Leistungsziffer der Kältemaschine verbessert.
In der Ausgestaltung der Erfindung nach Figur 2 ist vorgesehen, dass einer Wärmetauscheranlage mit Kreislaufverbundsystem KVS nach Figur 1 eine in den Wärmeträgerkreislauf WK2 integrierte WÄRMEPUMPE zugeordnet ist. Die WÄRMEPUMPE ersetzt die in Figur 1 gezeigten Einrichtungen WÄRMEEINKOPPELUNG und KÄLTEEINKOPPELUNG und ist an den Wärmekreislauf WK2 mittels einer ventilgesteuerten Rohrleitungsverbindung RV5 angekoppelt. Der Wärmeträgerkreislauf WK2 ist wie in Figur 1 mit dem Zuluftwärmeaustauscher LWT ZU2 verbunden, der dem Zuluftwärmeaustauscher LWT ZU1 des Hydraulikmoduls HM im ZULUFTGERÄT in Strömungsrichtung des Zuluftvolumenstroms ZU nachgeordnet ist.
In der Rohrleitungsverbindung RV5 ist eine Umwälzpumpe P3 angeordnet, die die Wärmeträgerumwälzung in Verbindung mit dem Wärmeträgerkreislauf WK2 er- möglicht. Die Umwälzpumpe P3 kann in Kombination mit der/den Pumpen der WÄRMEPUMPE betrieben oder auch durch die Pumpe/-n der WÄRMEPUMPE ersetzt werden.
Weiterhin ist die WÄRMEPUMPE mittels einer Rohrleitungsverbindung RV6 mit einem FORTLUFTWÄRMEAUSTAUSCHER verbunden, der im ABLUFTGERÄT dem Abluftwärmeaustauscher LWT AB1 in Strömungsrichtung des Abluftvolumenstroms AB nachgeordnet ist. Im ABLUFTGERÄT sind weiterhin eine Einrichtung AK1 zur adiabatischen Kühlung in Strömungsrichtung vor dem Abluftwärmeaustauscher LWT AB1 und eine Einrichtung AK2 zur adiabatischen Kühlung zwischen dem Abluftwärmeaustauscher LWT AB1 und dem FORTLUFTWÄRMEAUSTAU- SCHER angeordnet.
In Figur 3 ist ein Kreislaufverbundsystem KVS mit einem Hydraulikmodul gemäß Figur 1 dargestellt, wobei der Zuluftwärmeaustauscher LWT ZU1 und der Zuluftwärmeaustauscher LWT ZU2 durch einen kombinierten Blockwärmeaustauscher LWT ZU 1 -2 ersetzt wurde.
In Figur 3A ist eine detailliertere Darstellung einer solchen als Schichtwärmeaustauscher ausgebildeten Einheit dargestellt.
Der Blockwärmeaustauscher LWT ZU 1-2 ist aus miteinander verbundenen Wärmetauscherschichten LW S1-3 gebildet, die dabei über gemeinsame Kühlrippen einen gemeinsamen Stfömungskanal bilden. Weiterhin sind auch die Wärmetauscherschichten LW S1-3 der beiden Teilwärmeaustauscher LWT ZU1 und LWT ZU2 gekoppelt, so dass die Strömungskanäle der beiden Teilwärmeaustauscher in Richtung des Außenluftvolumenstroms AU zum Zuluftvolumenstrom ZU hinterein- ander angeordnet sind. Auf diese Weise ist die gesamte Anordnung wesentlich kompakter anzuordnen, ohne dass Bauraum beanspruchende Inspektions- und Reinigungsräume zwischen den Wärmeaustauscherteilen vorzusehen wären.
Schließlich ist in der Figur 4 das erfindungsgemäße Kreislaufverbundsystem KVS nach Figur 1 zu einem Vollklimagerät ergänzt dargestellt.
Dabei ist zunächst im ZULUFTGERÄT dem Zuluftwärmeaustauscher LWT ZU1 ein über eine Rohrleitungsverbindung RV7 mit der Rohrleitungsverbindung RV1 gekoppelter DEFROSTER ventilgesteuert vorgeordnet. Der Wärmeträger wird hier mittels der Umwälzpumpe P1 des Wärmeträgerkreislaufes WK1 gefördert.
Weiterhin ist zwischen dem DEFROSTER und dem Zuluftwärmeaustauscher LWT ZU1 ein FILTER im Strömungskanal des ZULUFTGERÄTES angeordnet.
In Strömungskanal des ZULUFTGERÄTES ist weiterhin dem Zuluftwärmeaustauscher LWT ZU2 nachgeordnet eine Einrichtung AK3 zur adiabatischen Befeuchtung vorgesehen.
Dieser Einrichtung AK3 zur adiabatischen Befeuchtung nachgeordnet ist weiterhin im Strömungskanal des ZULUFTGERÄTES in Strömungsrichtung eine ENTFEUCHTUNGSKÄLTE-RÜCKGEWINNUNG vorgesehen. Die ENTFEUCHTUNGSKÄLTE-RÜCKGEWINNUNG ist mittels einer Rohrleitungsverbindung RV8 ventilgesteuert mit dem Wärmeträgerkreislauf WK2 gekoppelt. An der Rohrleitungsverbindung RV 8 ist weiterhin eine WÄRMEEINKOPPLUNG zur Nacherwär- mung des Wärmeträgers angeordnet. Der Wärmeträger wird hier mittels der Umwälzpumpe P2 des Wärmeträgerkreislaufes WK2 gefördert.
Im ABLUFTGERÄT ist der Abluftwärmeaustauscher LWTAB1 durch einen in Strömungsrichtung des Abluftvolumenstroms AB vorgeordneten weiteren Abluftwär- meaustauscher LWT AB2 ergänzt. Die Abluftwärmeaustauscher LWT AB1 und LWT AB2 sind miteinander in Reihenschaltung im Wärmeträgerkreislauf WK1 gekoppelt, wobei der Abluftwärmeaustauscher LWT AB1 zuerst vom Wärmeträger durchströmt wird. Damit wird die abluftseitige Wärmeaustauscheroberfläche in dem Kreislaufverbundsystem KVS vergrößert und die übertragbare Energiemenge gesteigert.
Schließlich ist im ABLUFTGERÄT in Strömungsrichtung vor den Abluftwärmeaustauschern LWT AB1 und LWT AB 2 noch eine Einrichtung AK4 zur adiabatischen Kühlung des Abluftvolumenstroms AB vorgesehen
In den Figuren 3 und 4 kann die Anordnung aus WÄRMEEINKOPPLUNG und KALTEEINKOPPLUNG jeweils gemäß Figur 2 durch die entsprechende Anordnung einer WÄRMEPUMPE ersetzt werden.
Beim Betrieb des erfindungsgemäßen Kreislaufverbundsystems KVS eröffnen verschiedene Möglichkeiten. Im Kühlfall gibt es zwei Betriebszustände.
Betriebsfall 1 Es ist keine Kälterückgewinnung aus der Abluft möglich, zum Beispiel weil die
Lufteintrittstemperatur T2 am Abluftwärmeaustauscher LWT AB 1 (wie in Fig. 1 bis 3 oder aber It. Figur 4 LWT AB2) höher ist als die Lufteintrittstemperatur T1 am Zuluftwärmeaustauscher LWT ZU1: Alle Wärmeaustauscher in der Zuluft (zum Beispiel LWT ZU1 und LWT ZU 2) wer- den für die Kühlung der Zuluft eingesetzt. Sollte eine Entfeuchtung der Zuluft erforderlich sein, so wird ein weiterer Wärmeaustauscher für die ENTFEUCHTUNGSKÄLTE-RÜCKGEWINNUNG dann wieder für die Erwärmung der Zuluft genutzt. Wenn ein zusätzlicher Wärmeaustauscher als DEFROSTER die Außenluft vor dem FILTER zu weit herabkühlt, wird dieser nicht mehr mit Wärmeträger durchströmt. In diesem Betriebsfall kann beim Einsatz einer Wärmepumpe im Kreislaufverbundsystem KVS die Kondensationswärme über einen oder mehrere Wärmeaustauscher an die Fortluft übertragen werden.
Betriebsfall 2 Es ist Kälterückgewinnung aus der unbehandelten oder der behandelten Abluft, z.B. adiabatische Befeuchtung, möglich:
In diesem Fall wird die Zuluft mit einem Kreislaufverbundsystem KVS, gebildet aus einem (zum Beispiel LWT AB 1) oder mehreren Wärmeaustauschern in der Abluft und einem (zum Beispiel LWT ZU1) oder mehreren Wärmeaustauschern in der Zuluft vorgekühlt. Ein Wärmeaustauscher (zum Beispiel LWT ZU2) mit separatem Wärmeträgerkreislauf WK2 und eigener Umwälzpumpe P2 kühlt die Zuluft auf die erforderliche Temperatur. Bei einer Zuluftfeuchteregelung wird die Zuluft mit einem zusätzlichen Wärmeaustauscher als Entfeuchtungsruckgewinnungswarmeaust.au- scher oder Nacherwärmer auf die gewünschte Zulufttemperatur erwärmt. Bei einer integrierten WÄRMEPUMPE überträgt ein zusätzlicher FORTLUFTWÄRMEAUSTAUSCHER die Kondensationsenergie an den Fortluftvolumenstrom FO. Zur Ll- bertragung der Kondensationswärme kann auch ein Wärmeaustauscher (zum Bei- spiel LWT AB 1) aus dem Kreislaufverbundsystem KVS ausgegliedert werden.
Durch den Anschluss von mehreren Lüftungsanlagen an ein einziges Kreislaufverbundsystem KVS mit Hydraulikmodul gelingt es weiterhin erfindungsgemäß die Energie von einem zum anderen Lüftungssystem zu verschieben.
Eine wirtschaftliche Lösung beim Einsatz von mehreren Lüftungsanlagen mit Kreislaufverbundsystem KVS wird erreicht, wenn auch die Kälte-Wärme-Verschiebung von mehreren Lüftungsgeräten mit dem Verbundsystem mit integrierter WÄRMEPUMPE eingesetzt wird. In diesem Fall wird die Energie, die einem Lüftungsgerät entzogen wird (die Zuluft im Lüftungsgerät wird gekühlt) einem anderen Lüftungsgerät zugeführt (die Zuluft im anderen Lüftungsgerät wird erwärmt). Der Verdichter verbraucht in diesem Fall nur einmal Strom, aber der Energieeinsatz hat dabei einen zweifachen Nutzen. In diesem Fall Können auch Lüftungsgeräte eingebunden werden, die ein anders regeneratives oder rekuperatives Wärmerückgewinnungs- System als erste Stufe der Wärmerückgewinnung haben.
Ein weiterer Vorteil stellt sich ein, wenn die Wärmeaustauscher einen einzelnen Block ausbilden, wie in Figur 3 dargestellt, der mit zwei verschiedenen Wärmeträgerkreisen betrieben werden kann. Damit kann zum Beispiel der Platzbedarf für die Baulänge reduziert werden und die Reinigbarkeit wird erleichtert. Ebenfalls gibt es nur einmal den Anströmdruckverlust gegenüber zweimal Anströmdruckverlust bei zwei in Reihe geschalteten Wärmeaustauschern. Beim Betrieb der Anlage können im Folgenden genannte Betriebsarten gewählt werden, um mit kleinstem Aufwand die gewünschte Zulufttemperatur zu erreichen:
1. Betrieb als Kreislaufverbundsystem ohne Energieeinkopplung: Dabei sind die Wärmeaustauscher LWT AB 1 / LWT AB 2 im Abluftvolumenstrom AB in Reihe geschaltet und die Wärmeaustauscher LWT ZU 1 / LWT ZU 2im Zuluftvolumenstrom ZU ebenfalls in Reihe geschaltet. Die Wärmeübertragung erfolgt über den im Kreislaufverbundsystem KVS zirkulierenden Wärmeträger sowohl für den Heiz- auch für den Kühlfall.
2. Betrieb mit integrierter Kälteerzeugung für die Zuluft aber keine Kälterückgewinnung aus der Abluft:
Dabei durchströmt der von der WÄRMEPUMPE gekühlte Wärmeträger die in Reihe geschalteten Wärmeaustauscher LWT ZU1 / LWT ZU2 in der Zuluft, die Kondensatorabwärme wird über den Wärmeträger und den Wärmeaustauscher
LWT AB1 in der Abluft an den Abluftvolumenstrom AB übertragen.
3. Betrieb mit integrierter Kälteerzeugung für die Zuluft:
Es findet keine Kälterückgewinnung aus der Abluft statt, aber es wird mit ENT- FEUCHTUNGSKÄLTERÜCKGEWINNUNG gearbeitet. Dabei durchströmt der
Wärmeträger die in Reihe geschalteten Wärmeaustauscher LWT ZU1 / LWT ZU2, oder auch noch weitere hier nicht dargestellte Wärmeaustauscher, in der Zuluft. Zwischen dem in Strömungsrichtung letzten Wärmeaustauscher (hier dargestellt LWT ZU2) und einem nachfolgenden Wärmeaustauscher (ENT- FEUCHTUNGSKÄLTE-RÜCKGEWINNUNG) wird der Wärmeträger von der
WÄRMEPUMPE gekühlt, bis zum Erreichen der gewünschten Zuluftfeuchte. Mit dem in Strömungsrichtung letzten Wärmeaustauscher (ENTFEUCHTUNGSKÄLTE-RÜCKGEWINNUNG) wird die Zuluft wieder auf die gewünschte Temperatur erwärmt, dabei wird der Wärmeträger vorgekühlt (ENTFEUCH- TUNGSKÄLTE-RÜCKGEWINNUNG). Die Kondensatorabwärme wird über die
Wärmeaustauscher an den Abluftvolumenstrom übertragen. 4. Betrieb als Kreislaufverbundsystem mit Kälteeinkopplung für die Zuluft: Hierbei wird mit dem im Abluftvolumenstrom AB ersten Wärmeaustauscher LWT AB1 und dem ersten Wärmeaustauscher LWT ZU1 im Zuluftvolumenstrom ZU ein Kreislaufverbundsystem KVS ausgebildet mit welchem die Zuluft vorgekühlt wird. Wird das Lüftungsgerät um ZULUFTGERÄT mit einem
DEFROSTER betrieben, wird beim Überschreiten der zulässigen Feuchte vor dem FILTER der DEFROSTER vom System getrennt, indem dieser nicht mehr mit Wärmeträger durchströmt wird. Mit einem dem Kreislaufverbundsystem KVS folgendem Wärmeaustauscher LWT ZU2 im Zuluftvolumenstrom ZU wird die Zuluft auf die erforderliche Temperatur gekühlt und bei eventuell erforderlicher Zuluftfeuchteregelung mit einem weiteren Wärmeaustauscher als ENTFEUCHTUNGSKÄLTE-RÜCKGEWINNUNG auf die gewünschte Zulufttempe- ratur erwärmt.
5. Betrieb als Kreislaufverbundsystem mit externer Wärmeeinkopplung:
Es werden die in der Abluft befindlichen Wärmeaustauscher LWT AB1 / LWT AB2 in Reihe geschaltet, ebenso die Wärmeaustauscher LWT ZU1 / LWT ZU2 in der Zuluft. Die Wärmeeinkopplung in den Wärmeträger erfolgt dabei vor den in Luftrichtung letzten Wärmeaustauscher, aber z.B. bei adiabatischer Befeuch- tung der Zuluft, auch zusätzlich zwischen zwei Zuluftwärmeaustauscher.
Durch das erfindungsgemäße Zusammenwirken der Vorrichtungsbestandteile ist es möglich, die Zulufttemperatur konstant zu halten oder entsprechend einer Vorgabe bei maximaler Energieausbeute und minimalem Einsatz von Primärenergie nachzuregeln.
In bevorzugter Ausführungsform wird eine Schaltung gemäß Figur 1 gewählt, die zum Beispiel bei einem Vollklimagerät ergänzt werden kann, wenn sie um eine DEFROSTER und eine ENTFEUCHTUNGSKÄLTE-RÜCKGEWINNUNG ergänzt wird, wie dies in Figur 4 dargestellt ist. In Figur 2 ist die bevorzugte Ausführungsform mit einer integrierten WÄRMEPUMPE dargestellt. Ein aus Wärmetauscherschichten LW S1-3 aufgebauter Wärmeaustauscherblock LWT ZU 1-2 wird in einer bevorzugter Bauweise wird in Figur 3 und 3A dargestellt. Mit Bezug auf Figur 2 ist noch folgende Verbesserung aus der Erfindung ableitbar: Zum Zweck der Kühlung der Zuluft ZU kann besonders viel Energie mittels der WÄRMEPUMPE über die Befeuchtungseinheit AK2 abgeführt werden, wenn der Wärmeaustauscher LWT AB1 und der FORTLUFTWÄRMEAUSTAUSCHER paral- IeI mit der Kondensationswärme der WÄRMEPUMPE beaufschlagt werden. Der Wärmeaustauscher LWT AB1 und der FORTLUFTWÄRMETAUSCHER werden dazu in den Kreuzungen der Rohrverbindungen im Vorlauf der WÄRMEPUMPE zu den Wärmetauschern und im Rücklauf von den Wärmetauschern zur WÄRMEPUMPE mittels Dreiwegeventilen (in Fig. 2 nicht gezeigt) gekoppelt, so dass die WÄRMEPUMPE steuerbar mit beiden Wärmeaustauschereinheiten verbunden werden kann.
Weiterhin ist eine Figur 4-2 ergänzt um eine WÄRMEPUMPE mit Umwälzpumpen. Diese sind mit einem FORTLUFTWÄRMEAUSTAUSCHER und in einer Parallelschaltung dazu mit dem Wärmeaustauscher LWT AB1 über Dreiwegeventile ge- koppelt. Zwischen dem FORTLUFTWÄRMEAUSTAUSCHER und dem Wärmeaustauscher LWT AB1 ist eine zusätzliche Befeuchtungseinheit AK2 angeordnet. Dies entspricht der Anordnung von Fig. 2. Dabei kann in dieser Schaltung der dem Wärmeaustauscher LWT AB1 zugeordnete Wärmeaustauscher LWT AB2 weiterhin in einem Kreislaufverbundsystem KVS geschaltet bleiben. Auch mit der Schal- tung nach Fig. 4-2 wird eine starke Verbesserung der Energieübertragung im Bereich der Fortluft zum Zweck der Kühlung der Zuluft erreicht werden.
Kern der Erfindung ist also ein Kreislaufverbundsystem KVS zum Betrieb einer Wärmeaustauscheranordnung mit Energieeinkopplung im Heiz- und Kühlfall, wo- bei der größtmögliche Wirkungsgrad eines aus der Wärmeaustauscheranordnung gebildeten Kreislaufverbundsystems KVS erzielt wird. Dies gilt insbesondere für den Betrieb im Kühlfall. Zum Erreichen dieses Zieles im Kühlfallbetrieb kann die Energieeinkopplung soweit aus dem Kreislaufverbundsystem KVS ausgegrenzt werden, bis keine Energieeinkopplung in das Kreislaufverbundsystem KVS mehr erfolgt und die Kälteenergie in einem ausgegliederten weiteren Wärmeaustauscher (siehe LWT ZU2) mit eigenem Wärmeträgerkreislauf WK2 an die Zuluft im Zuluftvolumenstrom ZU übertragen wird. Hierbei kann besonders effektiv eine integrierte WÄRMEPUMPE eingesetzt werden.

Claims

Patentansprüche:
1. Kreislaufverbundsystem mit einer Einrichtung zur Energieeinkopplung und mindestens zwei Wärmeaustauschern (LWT ZU1 , LWT ZU2) in einem Zuluft- volumenstrom (ZU) und mindestens einem Wärmeaustauscher (LWT AB1) in einem Abluftvolumenstrom (AB) eines Luftbehandlungssystems, wobei Einrichtung zur Bildung von Wärmeträgerkreisläufen (WK1 , WK2) so vorgesehen sind, dass der Wärmeträgerstrom für die Wärmeaustauscher (LWT ZU1, LWT ZU2, LWT AB1) variabel verschaltet werden kann, derart dass entweder alle Wärmeaustauscher (LWT ZLM1 LWT ZU2, LWT AB1) als ein Kreislaufverbundsystem (KVS) geschaltet werden oder dass mindestens ein Zuluftwärmeaustauscher (LWT ZLM) und mindestens ein Abluftwärmeaustauscher (LWT AB1) zu einem Kreislaufverbundsystem (KVS) in einem Wärmeträgerkreislauf (WK1) ausgebildet werden und mindes- tens ein weiterer Zuluftwärmeaustauscher (LWT ZU2) für die weitere Erwärmung oder Kühlung der Zuluft im Zuluftvolumenstrom (ZU) mit einem separaten Wärmeträgerkreislauf (WK2) angeordnet ist und betrieben werden kann.
2. Kreislaufverbundsystem nach Anspruch 1 mit einer integrierten WÄRME- PUMPE für die zusätzliche Wärmerückgewinnung und zur weiteren Erwärmung bzw. Kühlung der Zuluft im Zuluftvolumenstrom (ZU).
3. Kreislaufverbundsystem nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass die integrierter WÄRMEPUMPE für zusätzliche Wärmerückgewinnung zur weite- ren Erwärmung bzw. Kühlung der Zuluft an der Stelle der Einrichtung zur E- nergieeinkoppelung angeordnet ist.
4. Kreislaufverbundsystem nach Anspruch 1 bis 3 mit mindestens einem weiteren Wärmeaustauscher im Zuluftvolumenstrom (ZU) für die ENTFEUCH- TUNGSKÄLTE-RÜCKGEWINNUNG.
5. Kreislaufverbundsystem nach Anspruch 1 bis 4 mit mindestens einem weiteren Wärmeaustauscher im Zuluftvolumenstrom (ZU) als DEFROSTER.
6. Kreislaufverbundsystem nach Anspruch 1 bis 5 mit mindestens einem weite- ren Wärmeaustauscher im Zuluftvolumenstrom (ZU) als Nacherwärmer oder
Kondensator.
7. Kreislaufverbundsystem nach Anspruch 1 bis 6 mit einer Einspritzschaltung für mindestens einen Wärmeaustauscher zur Vermeidung von Temperatur- oder Feuchteschichtungen im Zuluftvolumenstrom (ZU).
8. Kreislaufverbundsystem nach Anspruch 1 bis 7 für den gemeinsamen Betrieb mehre Lüftungsgeräte oder Einzelbetrieb verschiedener Lüftungsgeräte.
9. Kreislaufverbundsystem nach Anspruch 1 bis 8 mit Einrichtungen zur Ein- kopplung von Energie vor dem Eintritt des Wärmeträgers in einen oder mehrere der Wärmeaustauscher.
10. Kreislaufverbundsystem nach Anspruch 1 bis 9 mit einem oder mehreren Wärmeaustauschern als Lamellenwärmeaustauscher, die in einem Luft- oder
Gasvolumenstrom angeordnet sind und deren Lamellenwärmeaustauscher- rohre und Sammler so geschaltet werden, dass der Wärmeaustauscher mindestens zwei autarke Wärmeträgerkreisläufe ausbildet.
11. Kreislaufverbundsystem nach Anspruch 1 bis 10 mit wenigstens einem geschichteten Wärmeaustauscher (LWT ZU1-2) in einem Luft- oder Gasvolumenstrom, wobei jeder der in dem Wärmeaustauscher (LWT ZU 1-2) vorgesehenen Wärmeaustauscher (LWTZU 1 / LWT ZU2) für sich einen einzelnen Wärmeaustauscher bilden, die mit leicht lösbaren Verbindungen zu einem Wärmeaustauscherblock zusammengefasst werden, deren Lamellenwärme- austauscherrohre und Sammler so geschaltet werden, dass der Wärmeaustauscherblock mindestens zwei autarke Wärmeträgerkreisläufe ausbildet.
12. Kreislaufverbundsystem nach Anspruch 1 bis 11 mit einem adiabatischen oder hybriden Befeuchtungssystem, geregelt oder ungeregelt zwischen dem FORTLUFTWÄRMEAUSTAUSCHER und dem Abluftwärmeaustauscher (LWT AB1), wobei beide Wärmeaustauscher parallel mit der Kondensations- wärme einer Wärmepumpe beaufschlagt werden.
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